JP2001108746A - 光レーダ装置および光走査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査範囲を広くしても装置が大型化せず、か
つ広い受光面を有する受光素子を必要としない光レーダ
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 送光レンズ５の中心軸と平行に光を発生
する発光素子７と受光素子６とを同一のキャリッジ８に
搭載し、キャリッジ８を送光レンズ５および集光レンズ
４の中心軸と直交する方向に移動させることにより、送
光レンズ５における屈折角度を変化させて、発光素子７
から出射する光を所定角度で走査し、対象物による反射
光を集光レンズ４で集光して受光素子６により受光する
ことにより、対象物を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光を照射し、対
象物による反射光を受光することにより対象物を検出す
る光レーダ装置に関し、特に広い範囲に光を走査できる
光レーダ装置および光走査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光レーダ装置においては、光を左
右に走査してその反射光を受光することにより広い範囲
における対象物を検出している。反射光はレンズにより
集光され、受光素子上で結像し、電気信号に変換され
る。ところで、走査角度を大きくすると、反射光の角度
範囲も大きくなる。従って結像点も光軸に対して直角方
向に大きく移動することになる。この様子を図１３で説
明する。図１３は特開平９−１６６６５８号公報に示さ
れた光レーダ装置を示す断面構成図である。図１３にお
いて、３０は光を発生する発光素子、３１はミラー、３
２は送光ミラー、３３は受光レンズ、３４は受光素子、
３５は受光基板、３６は揺動体、３７は支点、３８はリ
ンクピン、３９はスライダ、４０は従動子、４１はカ
ム、４２はパルスモータである。

【０００３】パルスモータ４２の回転運動はカム４１の
働きにより従動子４０の揺動に変換され、送光ミラー３
２の角度を決定する。一方、発光素子３０から照射され
た光はミラー３１を介して送光ミラー３２において反射
され、前記光は所定の角度で送光される。送光された光
は対象物に照射されて反射され、反射光は照射光と同じ
角度で戻ってくる。揺動体３６の揺動運動はリンクピン
３８を介してスライダ３９の左右方向の動きに変換さ
れ、反射光の角度にかかわらず、受光レンズ３３による
結像が常に受光素子３４上になるようにする。そのた
め、走査範囲を広くしても広い受光素子は必要でないと
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光レーダ装置で
は、パルスモータ４２の回転運動をカム４１の働きによ
り従動子４０の揺動に変換し、送光ミラー３２の角度を
変化させ、光を送光するとともに、上記パルスモータ４
２の回転駆動を、カム４１とリングピン３８、スライダ
３３を介して直線運動に変換し、対象物からの反射光を
受光していたため、機構部品が複雑になる問題点があっ
た。

【０００５】また、走査角度を広くするために、カム４
１の径を大きくし、揺動体３６の駆動範囲を大きくする
と他の部品と干渉するという問題があり、走査角度に制
限が生じる問題点があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ものであり、走査範囲を広くしても装置が大型化せず、
かつ広い受光面を有する受光素子を必要としない光レー
ダ装置を提供することを目的としている。

【０００７】また、簡単な機構で送光と受光を行うこと
が可能な光レーダ装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】また、簡単な機構により光を広い走査範囲
で走査できる光走査方法を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
る光レーダ装置は、発光素子より光を照射し、対象物に
よる反射光を集光して受光素子により受光することによ
り、対象物を検出する光レーダ装置において、上記発光
素子を直線状に移動させる移動手段と、上記発光素子よ
り出射する光を屈折または反射させる送光手段とを備
え、上記発光素子を直線状に移動させることにより、上
記送光手段における屈折角度または反射角度を変化させ
て、上記発光素子から出射する光を走査するものであ
る。

【００１０】また、本発明の第２の構成による光レーダ
装置は、発光素子と受光素子を同一のキャリッジに搭載
し、上記キャリッジを送光手段の中心軸と直交する方向
に移動させるものである。

【００１１】また、この発明の第３の構成による光レー
ダ装置は、発光素子が送光手段の中心軸と平行に光を発
生するように構成されたものである。

【００１２】また、この発明の第４の構成による光レー
ダ装置は、反射光を集光する集光手段および送光手段と
して、焦点が光軸に直交する線分上に分布する広角レン
ズを用い、発光素子と受光素子とが上記線分上を移動す
るようにしたものである。

【００１３】また、この発明の第５の構成による光レー
ダ装置は、送光手段と集光手段とを走査方向に対して直
交する方向に別々に設置し、発光素子を上記送光手段の
焦点上に設置し、受光素子を上記集光手段の焦点上に設
置したものである。

【００１４】また、この発明の第６の構成による光レー
ダ装置は、対象物からの反射光を送光手段を用いて集光
するとともに、発光素子の光軸上にビームスプリッタを
配置し、上記送光手段により集光された反射光を上記ビ
ームスプリッタにより受光素子に導くようにしたもので
ある。

【００１５】また、この発明の第７の構成による光レー
ダ装置は、基台に取り付けられ、送光手段および集光手
段の中心軸に対して直交する方向に設けられたガイドロ
ッドと、発光素子と受光素子を搭載するキャリッジに取
り付けられ、上記キャリッジを支持する軸受けと、信号
を受けて上記キャリッジをガイドロッドに沿って移動さ
せるモータとを備えたものである。

【００１６】また、この発明の第８の構成による光レー
ダ装置は、キャリッジの移動量を検出する位置センサ
と、検出されたキャリッジの移動量を、送光手段におけ
る屈折または反射による角度に変換する回路とを備えた
ものである。

【００１７】また、この発明の第９の構成による光レー
ダ装置は、台形速度パターンによりキャリッジを駆動
し、等速区間において、位置センサにより得られたキャ
リッジの移動量から照射角度を計算し、得られた照射角
度に応じて発光素子を発光させるものである。

【００１８】また、この発明の光走査方法は、光を発生
する発光素子と、上記発光素子を直線状に移動させる移
動手段と、上記発光素子より出射する光を屈折または反
射させる送光手段とを備え、上記発光素子を直線状に移
動させることにより、上記送光手段における屈折角度ま
たは反射角度を変化させて、上記発光素子から出射する
光を走査するものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１を図を用いて説明する。図１は本発明の実施
の形態１による光レーダ装置を示す正面図、図２は図１
の光レーダ装置をＸ方向より見た図、図３は図１の光レ
ーダ装置をＹ方向より見た図である。図において、１は
フロントカバーであり、ガラス製で光を通過する。２は
アルミ製のケース、３はリアカバーである。４は対象物
により反射されて戻ってくる反射光を集光する集光レン
ズ（集光手段）、５は送光レンズ（送光手段）である。
２つのレンズ４、５は、レンズの焦点がレンズの面から
一定距離離れたレンズ光軸に直交する線分上に分布する
広角レンズである。また、２つのレンズ４、５の焦点は
互いに平行な線分上にあり、２つのレンズは仕切り１５
で区切られている。６はレンズ４の焦点上に設置され、
集光された反射光を受光し、電気信号に変換する受光素
子、７はレンズ５の焦点上に設置され、かつレンズ５の
光軸と平行に光を発生する発光素子である。受光素子６
および発光素子７は各々キャリッジ８に搭載され、キャ
リッジ８にはさらにコイル１０が受光素子６と発光素子
７の中間に位置するように取りつけられている。また、
コイル１０と鉄心９および希土類磁石１６によってボイ
スコイルモータが構成され、電磁力によってキャリッジ
８を位置決めする推力を発生する。キャリッジ８は軸受
１７によって支持され、レンズ４、５の中心軸に対して
直交するように設けられたガイドロッド１１に沿って直
線状に移動する。キャリッジ８を駆動することにより、
受光素子６と発光素子７は、同時に、レンズ４、５の焦
点上を直線状に移動する。この時、受光素子６と発光素
子７の位置関係は、受光素子６とレンズ４の中心軸との
距離が、発光素子７とレンズ５の中心軸との距離と常に
一致するように構成されている。移動範囲はレンズ４、
５の幅より大きくなるようにし、光の照射角度が十分広
くなるようにしている。１２はキャリッジ位置を検出す
るための半導体位置検出素子であり、キャリッジ８に取
り付けられた位置検出用発光素子１８によってキャリッ
ジ位置を検出する。レンズホルダ１４はレンズ４、５を
支持する。１３は電子回路であり、ボイスコイルモータ
の駆動アンプ、キャリッジ位置検出回路、キャリッジ位
置と角度を計算する回路、および発光素子と受光素子の
駆動回路が含まれている。

【００２０】次に図４および図５を用いて本発明の光レ
ーダ装置の動作について説明する。図において、２０は
レンズであり、焦点距離をｆとする。レンズの中心軸か
らｙの距離にあり、かつレンズから焦点距離ｆだけ離れ
た位置（Ａ）に設置された発光素子から、レンズ２０の
光軸に対して平行に出射された光は、レンズ２０により
角度θで屈折され、照射角θで送光される。図中ではこ
の照射光を実線で示す。このとき、 ｔａｎθ＝ｙ／ｆ の関係がある。従って、ｙを変化させることにより、照
射角度θを変更することができる。

【００２１】対象物がレンズ２０の焦点距離ｆより十分
遠いとすれば、対象物によって反射された反射光は、角
度θの方向から、照射角θに平行に戻ってくる。戻って
きた反射光はレンズ２０によって集光され、結像する
が、結像は発光素子の位置Ａに等しい。このため、発光
素子と受光素子を同じ位置Ａにおくことができる。この
関係はｙが変化しても同じであり、図４のＢ点（レンズ
の中心軸上の点）から照射された光の反射光はやはりＢ
に結像する。なお、対象物がレンズより十分遠いとすれ
ば、走査方向と直交する方向には同様の反射光が戻って
くるため、走査方向と直交する方向に別途、送光レンズ
と同じ集光レンズを設置し、この集光レンズに対してＡ
点と同じ位置関係にある位置に受光素子を置くこともで
きる。

【００２２】このことから、従来の装置において示した
ように、パルスモータの回転運動をミラーの角度変化に
変換して光の照射角度を変化させ、光走査するのではな
く、レンズの中心軸の位置から発光素子の位置をずらす
ことで、光の照射角度を変更できるため、ミラー等を回
転する機構を持つことなく広い範囲の走査が可能とな
る。また、キャリッジの走行方向に直交する方向からみ
た場合、発光点と結像点が常に一致するため、同一のキ
ャリッジに発光素子と受光素子を搭載すれば、発光素子
の駆動機構と受光素子の駆動機構を１つで済ませること
が可能となり、装置を小型化できる。また、従来装置に
おいて示したように、回転運動を直線運動に変換して集
光レンズを駆動し、反射光を受光するのではなく、受光
素子を直接、駆動するため、装置構成が簡単であり、か
つ広い受光面を必要とせず、広い範囲の走査に対応でき
る。即ち、図５に示すように、一つのキャリッジ８に発
光素子７と受光素子６を搭載し、ガイドロッド１１に沿
って、レンズの中心軸に直交する平面上を直線移動させ
れば、広い範囲で光の走査と集光が同時に行える。

【００２３】次に、本実施の形態１による光レーダ装置
についてさらに詳しく説明する。本実施の形態１におい
ては、送光レンズ５および集光レンズ４は独立して別々
に設けられており、発光素子７と受光素子６は一つのキ
ャリッジ８に離れて搭載されている。キャリッジ８は半
導体位置検出素子１２によって位置が検出され、図２の
紙面左右の所定の位置に位置決めされる。即ち、駆動ア
ンプ１３から所定の電流が流れるように制御されたボイ
スコイルモータが、キャリッジ８を位置決めする推力を
発生する。位置決めされたキャリッジ８に搭載された発
光素子７から、送光レンズ５の光軸と同一方向に出射す
る光は送光レンズ５によって屈折される。発光素子７か
ら出射される光は発光素子搭載のレンズで十分絞られて
おり、送光レンズ５の幅は集光レンズ４に対し小さくて
良い。送光レンズ５と集光レンズ４は焦点距離が同じレ
ンズを用いる。レンズ４、５はレンズホルダ１４で保持
され、仕切り１５で分割されている。発光素子７と受光
素子６はキャリッジ８の移動方向に対し直交する線分
上、即ち走査方向に対して直交する方向に取りつけられ
ている。発光素子７から送光される光は対象物で反射さ
れ、反射光は集光レンズ４で集光されて、図４に示す原
理により受光素子６上に結像する。反射光は拡散してい
るため、集光レンズ４の面積は送光レンズ５よりも大き
くし、受光素子６に十分な光量を確保する必要がある。

【００２４】このように、本実施の形態においては、図
１に示すように、発光素子７と受光素子６とをキャリッ
ジ８の移動方向に対し直交する線分上に離れて設置し、
発光素子７と受光素子６に対応して送光レンズ５と受光
レンズ４とを分けて設置したので、発光素子７からの散
乱光が受光素子６に外乱となって及ぼす影響を避けるこ
とができる。また、受光素子６と発光素子７の中間にボ
イスコイルモータを位置することで、駆動系を小型化で
きる上、軸受１７のがたの影響を最小にすることができ
る。

【００２５】次にキャリッジ８の駆動パターンと発光の
タイミングについて図６、７を用いて説明する。キャリ
ッジ８は可動範囲を図６の速度パターンに従って移動す
る。停止状態から等加速度運動を行い所定の速度まで加
速する加速区間、等速運動を行う等速区間、減速を行い
速度零で停止する減速区間である。このような移動パタ
ーンを台形駆動パターンと呼ぶ。レンズの焦点距離を１
８ｍｍとした場合、全角（全走査角度）４５°はキャリ
ッジ駆動距離１５ｍｍに相当する。加速区間に３ｍｍ、
減速区間に３ｍｍ用いるとして、キャリッジ駆動範囲は
２１ｍｍでよい。キャリッジ駆動範囲がレンズの直径を
超えなければ、走査角度はさらに大きくできる。一連の
加減速駆動を５０ｍｓで行うとすれば、加速区間１１．
１１ｍｓ、等速区間２７．７７ｍｓ、減速区間１１．１
１ｍｓの配分となる。キャリッジの往復に合計１００ｍ
ｓ必要であるので、走査の周期は１０Ｈｚとなる。

【００２６】等速区間に達したとき、半導体位置検出素
子１２から得られたキャリッジ位置ｙより、 θ＝ａｒｃｔａｎ（ｙ／ｆ） を計算する回路を電子回路１３に含ませれば、照射角度
θが求まる。得られたθに応じて発光することで、一定
角度間隔の走査が可能になる。キャリッジ８を駆動する
回路はマイクロプロセッサによるデジタル回路で構成さ
れるが、一般的にはサンプリングによる位置検出誤差の
問題がある。しかしキャリッジ８が等速運動しているの
で、キャリッジ位置の推定が容易に行なえ、位置検出誤
差の影響を低減できる。

【００２７】なお、上記実施の形態においては、レンズ
４、５として広角レンズを用い、受光素子６と発光素子
７がレンズ４、５の焦点上を移動するようにしたが、受
光光量が低下しても十分にＳ／Ｎ比が確保されるような
場合は、必ずしも広角レンズでなくてもよいし、また焦
点上を移動しなくてもよい。また、発光素子７はレンズ
５の光軸と平行に光を発生するものを示したが、必ずし
も平行に出射しなくても、ほぼ平行であればよい。

【００２８】実施の形態２．図８は本発明の実施の形態
２による光レーダ装置を示す正面図、図９は図８の光レ
ーダ装置をＸ方向より見た図である。図において、１は
フロントカバーであり、ガラス製で光を通過する。２は
アルミ製のケース、３はリアカバーである。４は集光レ
ンズと送光レンズを共用するレンズ（例えば、広角レン
ズ）である。６は受光素子、７は発光素子である。受光
素子６と発光素子７は、図１０に示すように配置され、
受光素子６と発光素子７の光軸の中間にビームスプリッ
タ２１が配置されて、照射する光と反射光を分離する。
また、受光素子６、および発光素子７はキャリッジ８に
搭載され、キャリッジ８を駆動することにより、受光素
子６と発光素子７はレンズ４の中心軸に直交する平面上
を直線状に移動するように取りつけられている。キャリ
ッジ８にはコイル１０が取りつけられており、コイル１
０と鉄心９および希土類磁石１６によってボイスコイル
モータを構成し、電磁力によってキャリッジ８を位置決
めする推力を発生する。キャリッジ８は軸受１７によっ
て支持され、ガイドロッド１１に沿って直線に移動す
る。移動範囲はレンズ４の幅より大きくなるようにし、
光の照射角度が十分広くなるようにしている。１２はキ
ャリッジ位置を検出するための半導体位置検出素子であ
り、キャリッジ８に取り付けられた位置検出用発光素子
１８によってキャリッジ位置を検出する。レンズホルダ
１４はレンズ４を支持する。１３は電子回路であり、ボ
イスコイルモータの駆動アンプ、キャリッジ位置検出回
路、キャリッジ位置と角度を計算する回路、および発光
素子と受光素子の駆動回路が含まれている。

【００２９】発光素子７から照射された光は、図１０に
示すようにビームスプリッタ２１によって反射され、レ
ンズ４により屈折され、 ｔａｎθ＝ｙ／ｆ の関係にしたがって、角度θで照射される。対象物によ
り反射された反射光は、実施の形態１と同様、角度θで
帰ってくるが、レンズ４によって、受光素子６上に結像
する。キャリッジの駆動パターンおよび発光タイミング
は実施の形態１と同様とする。

【００３０】このように、実施の形態２による光レーダ
装置は、発光素子７の光軸上にビームスプリッタ２１を
配置し、対象物より反射された反射光を上記ビームスプ
リッタ２１により受光素子６に導くため、送光レンズお
よび集光レンズを共用して一つとすることができるた
め、装置の小型化が可能となる。

【００３１】実施の形態３．図１１は本発明の実施の形
態３による光レーダ装置における照射光と反射光の様子
を示す図であり、図１２は本発明の実施の形態３による
光レーダ装置における照射光の走査の様子を示す図であ
る。図において、５０は曲率半径がＲの凹面鏡であり、
その焦点距離ｆは、ｆ＝Ｒ／２で表される。凹面鏡５０
の中心軸５１に対して垂直で、かつ焦点距離ｆだけ離れ
た平面５２上に受光素子６および発光素子７を配置す
る。中心軸５１と平面５２の交点をＯとする。発光素子
７より、凹面鏡５０の中心軸５１に対して平行に凹面鏡
５０に向かって照射された光は、凹面鏡５０で反射さ
れ、Ｏ点を通過して外部に照射される。図１２に示すよ
うに、発光素子７を平面５２上に沿って直線状に移動さ
せれば、照射角度を任意に変更できるため、広い範囲に
わたっての走査が可能となる。

【００３２】発光素子７から出射した光は、図１１に示
すように、凹面鏡５１での反射後、Ｏ点を通過して照射
され、対象物が焦点距離より十分遠いとすれば、対象物
によって反射された反射光は、照射された光と平行に凹
面鏡５０に戻ってくる。このとき、凹面鏡５０によって
反射光は発光素子７の位置で結像する。すなわち、受光
素子６は発光素子７と同じ位置に配置できる。発光素子
７と受光素子６を同一のキャリッジに搭載し、平面５２
上に沿って直線状に同時に移動させることにより、簡単
な装置構成で、広い範囲の走査が可能となる。

【００３３】なお、上記各実施の形態においては、光を
照射し、対象物による反射光を受光することにより、対
象物を検出する光レーダ装置について述べたが、レーザ
を走査して加工を行うレーザ加工機等においても、本発
明の走査方法を適用し、直線運動するキャリッジに搭載
されたレーザから照射されたレーザ光を、レンズによっ
て屈折、あるいはミラーによって反射することにより、
レーザ光の送光方向を制御し、所定の角度範囲で走査す
るようにすれば、簡単な機構により、広い範囲の走査が
可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明の第１の構成に
よる光レーダ装置によれば、発光素子より光を照射し、
対象物による反射光を集光して受光素子により受光する
ことにより、対象物を検出する光レーダ装置において、
上記発光素子を直線状に移動させる移動手段と、上記発
光素子より出射する光を屈折または反射させる送光手段
とを備え、上記発光素子を直線状に移動させることによ
り、上記送光手段における屈折角度または反射角度を変
化させて、上記発光素子から出射する光を走査するよう
にしたので、ミラーなどの回転機構を持つことなく、広
い範囲の走査が可能である。

【００３５】また、この発明の第２の構成による光レー
ダ装置によれば、発光素子と受光素子を同一のキャリッ
ジに搭載し、上記キャリッジを送光手段の中心軸と直交
する方向に移動させたので、単一の駆動装置で走査と集
光の駆動を行なうことができ、装置を小型化できる。ま
た、受光素子を駆動して反射光を受光するため、広い面
積の受光面を必要とせず、広い範囲の走査が可能であ
る。

【００３６】また、この発明の第３の構成による光レー
ダ装置によれば、発光素子は送光手段の中心軸と平行に
光を発生するように構成したので、より広い範囲での走
査が可能となる。

【００３７】また、この発明の第４の構成による光レー
ダ装置によれば、反射光を集光する集光手段および送光
手段として、焦点が光軸に直交する線分上に分布する広
角レンズを用い、発光素子と受光素子とが上記線分上を
移動するようにしたので、駆動範囲内において収差の変
動なく、反射光を精度良く検出できる。

【００３８】また、この発明の第５の構成による光レー
ダ装置によれば、送光手段と集光手段とを走査方向に対
して直交する方向に別々に設置し、発光素子を上記送光
手段の焦点上に設置し、受光素子を上記集光手段の焦点
上に設置したので、発光素子からの散乱光が外乱となっ
て受光素子に及ぼす影響を減らすことができる。

【００３９】また、この発明の第６の構成による光レー
ダ装置によれば、対象物からの反射光を送光手段を用い
て集光するとともに、発光素子の光軸上にビームスプリ
ッタを配置し、上記送光手段により集光された反射光を
上記ビームスプリッタにより受光素子に導くようにした
ので、送光手段と集光手段が共用できるため、装置の小
型化が可能である。

【００４０】また、この発明の第７の構成による光レー
ダ装置によれば、基台に取り付けられ、送光手段および
集光手段の中心軸に対して直交する方向に設けられたガ
イドロッドと、発光素子と受光素子を搭載するキャリッ
ジに取り付けられ、上記キャリッジを支持する軸受け
と、信号を受けて上記キャリッジをガイドロッドに沿っ
て移動させるモータとを備えたので、装置構成が簡単
で、かつ広い範囲の走査が可能な光レーダ装置を実現で
きる。

【００４１】また、この発明の第８の構成による光レー
ダ装置によれば、キャリッジの移動量を検出する位置セ
ンサと、検出されたキャリッジの移動量を、送光手段に
おける屈折または反射による角度に変換する回路とを備
えたので、希望の走査角度の対象物を検出できる。

【００４２】また、この発明の第９の構成による光レー
ダ装置によれば、台形速度パターンによりキャリッジを
駆動し、等速区間において、位置センサにより得られた
キャリッジの移動量から照射角度を計算し、得られた照
射角度に応じて発光素子を発光させるようにしたので、
一定角度間隔の走査が可能となる。また、キャリッジを
駆動するデジタル回路によるサンプリング遅れの影響を
低減して、精度の高い走査が可能になる。

【００４３】また、この発明の光走査方法によれば、光
を発生する発光素子と、上記発光素子を直線状に移動さ
せる移動手段と、上記発光素子より出射する光を屈折ま
たは反射させる送光手段とを備え、上記発光素子を直線
状に移動させることにより、上記送光手段における屈折
角度または反射角度を変化させて、上記発光素子から出
射する光を走査するようにしたので、ミラーなどの回転
機構を持つことなく、広い範囲の走査が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による光レーダ装置を
示す正面図である。

【図２】 図１の光レーダ装置をＸ方向より見た図であ
る。

【図３】 図１の光レーダ装置をＹ方向より見た図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態１による光レーダ装置の
動作を説明する説明図である。

【図５】 本発明の実施の形態１による光レーダ装置の
動作を説明する説明図である。

【図６】 本発明の実施の形態１におけるキャリッジの
駆動パターンを説明する説明図である。

【図７】 本発明の実施の形態１におけるキャリッジ位
置と照射角度を説明する説明図である。

【図８】 本発明の実施の形態２による光レーダ装置を
示す正面図である。

【図９】 図８の光レーダ装置をＸ方向より見た図であ
る。

【図１０】 本発明の実施の形態２におけるビームスプ
リッタによる分光の様子を示す図である。

【図１１】 本発明の実施の形態３による光レーダ装置
における照射光と反射光の様子を示す図である。

【図１２】 本発明の実施の形態３による光レーダ装置
における照射光の走査の様子を示す図である。

【図１３】 従来の光レーダ装置を示す断面構成図であ
る。

【符号の説明】

１ フロントカバー、２ ケース、３ リアカバー、４
集光レンズ、５ 送光レンズ、６ 受光素子、７ 発
光素子、８ キャリッジ、９ 鉄心、１０ コイル、１
１ ガイドロッド、１２ 半導体位置検出素子、１３
電子回路、１４レンズホルダ、１５ 仕切り、１６ 磁
石、１７ 軸受、１８ 位置検出用発光素子、２０ レ
ンズ、２１ ビームスプリッタ、３０ 発光素子、３１
ミラー、３２ 送光ミラー、３３ 受光レンズ、３４
受光素子、３５ 受光基板、３６ 揺動体、３７ 支
点、３８ リンクピン、３９ スライダ、４０ 従動
子、４１ カム、４２ パルスモータ、５０ 凹面鏡、
５１ 中心軸、５２ 平面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西前 順一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 山渕 浩史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F089 BA02 BB03 CA21 GA01 GA03 GA10 5J084 AA01 AD05 BA02 BA11 BA33 BB02 BB14 BB21 DA01 EA04 EA07 EA31

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子より光を照射し、対象物による
   反射光を集光して受光素子により受光することにより、
   対象物を検出する光レーダ装置において、上記発光素子
   を直線状に移動させる移動手段と、上記発光素子より出
   射する光を屈折または反射させる送光手段とを備え、上
   記発光素子を直線状に移動させることにより、上記送光
   手段における屈折角度または反射角度を変化させて、上
   記発光素子から出射する光を走査するようにしたことを
   特徴とする光レーダ装置。
2. 【請求項２】 発光素子と受光素子を同一のキャリッジ
   に搭載し、上記キャリッジを送光手段の中心軸と直交す
   る方向に移動させたことを特徴とする請求項１記載の光
   レーダ装置。
3. 【請求項３】 発光素子は送光手段の中心軸と平行に光
   を発生するように構成したことを特徴とする請求項２記
   載の光レーダ装置。
4. 【請求項４】 反射光を集光する集光手段、および送光
   手段として、焦点が光軸に直交する線分上に分布する広
   角レンズを用い、発光素子と受光素子とが上記線分上を
   移動するようにしたことを特徴とする請求項２記載の光
   レーダ装置。
5. 【請求項５】 送光手段と集光手段とを走査方向に対し
   て直交する方向に別々に設置し、発光素子を上記送光手
   段の焦点上に設置し、受光素子を上記集光手段の焦点上
   に設置したことを特徴とする請求項４記載の光レーダ装
   置。
6. 【請求項６】 対象物からの反射光を送光手段を用いて
   集光するとともに、発光素子の光軸上にビームスプリッ
   タを配置し、上記送光手段により集光された反射光を上
   記ビームスプリッタにより受光素子に導くようにしたこ
   とを特徴とする請求項２記載の光レーダ装置。
7. 【請求項７】 基台に取り付けられ、送光手段および集
   光手段の中心軸に対して直交する方向に設けられたガイ
   ドロッドと、発光素子と受光素子を搭載するキャリッジ
   に取り付けられ、上記キャリッジを支持する軸受けと、
   信号を受けて上記キャリッジを上記ガイドロッドに沿っ
   て移動させるモータとを備えたことを特徴とする請求項
   ２記載の光レーダ装置。
8. 【請求項８】 キャリッジの移動量を検出する位置セン
   サと、検出されたキャリッジの移動量を、送光手段にお
   ける屈折または反射による照射角度に変換する回路とを
   備えたことを特徴とする請求項２記載の光レーダ装置。
9. 【請求項９】 台形速度パターンによりキャリッジを駆
   動し、等速区間において、位置センサにより得られたキ
   ャリッジの移動量から照射角度を計算し、得られた照射
   角度に応じて発光素子を発光させることを特徴とする請
   求項８記載の光レーダ装置。
10. 【請求項１０】 光を発生する発光素子と、上記発光素
    子を直線状に移動させる移動手段と、上記発光素子より
    出射する光を屈折または反射させる送光手段とを備え、
    上記発光素子を直線状に移動させることにより、上記送
    光手段における屈折角度または反射角度を変化させて、
    上記発光素子から出射する光を走査するようにしたこと
    を特徴とする光走査方法。